Question

15．某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O），设计了如下实验方案，请回答下列问题：

（1）步骤①中，金属X是铁，该反应的化学方程式为Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（2）操作Ⅰ、Ⅱ都为过滤，该操作中需用到的玻璃仪器除了玻璃棒、烧杯外，还需漏斗，其中玻璃棒的作用是引流．
（3）步骤②中，何时可停止加稀硫酸？不再产生气泡．
（4）滤液B、C中的溶质是硫酸亚铁．

Answer 1

分析 （1）由于目的是获得铜单质和硫酸亚铁，所以需要将铜离子转化为铜单质，而溶液中需要的是硫酸亚铁而不能引入新的杂质，所以加入的能够将铜离子转化为铜单质的只能是单质铁；
（2）考虑过滤操作的仪器、注意事项，玻璃棒的作用；
（3）由于加入的铁是过量的，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁；
（4）洗涤因为考虑了：铜是从硫酸亚铁的溶液中过滤出来的，不免沾有硫酸亚铁溶液或过量的稀硫酸．干燥防止铜潮湿．

解答 解：（1）由题意可知，由于需要将铜离子转化为铜单质，而溶液还必须为硫酸亚铁，即不能引入新的杂质，所以可以加入铁将铜离子转化为铜单质．该反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）操作Ⅰ、Ⅱ都为过滤，该操作中需用到的玻璃仪器除了玻璃棒、烧杯外，还需漏斗，其中玻璃棒的作用是引流．
（3）步骤②中，不再产生气泡时，说明无铁了，停止加稀硫酸；
（4）滤液B、C中的溶质是硫酸亚铁．
故答案为：
（1）铁，Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；（2）过滤，漏斗，引流．（3）不再产生气泡．（4）硫酸亚铁．

点评 解答本题时要注意混合物的分离要考虑为彻底分开而加入过量试剂，所以后一环节需要将之除去．